В связи с повсеместной цифровизацией строительства и эксплуатации зданий все большее распространение получает так называемое BIM-проектирование. Аббревиатура BIM расшифровывается как Building Information Modeling, что в переводе с английского означает «информационное моделирование зданий».
При BIM-проектировании создается трехмерная модель здания (иногда говорят о четырехмерной модели, где четвертым измерением выступает время), связанная с базой данных. Каждому элементу модели могут быть присвоены определенные атрибуты. Отметим следующие основные отличия BIM-проектирования по сравнению с ранее использовавшимися подходами:
- Единая модель охватывает весь цикл существования здания, начиная с этапа проектирования. При смене собственника здания (эксплуатирующей организации) модель предоставляется новому собственнику (новой эксплуатирующей организации).
- Единый подход к представления любой информации о здании. Любые данные должны быть совместимы с моделью.
- Изменение одного из параметров автоматически приводит к пересчету всех остальных данных, которые как-либо зависят него.
При необходимости создать BIM-проект можно «задним числом» и для существующего здания. Но это является достаточно сложной задачей, особенно если дом был возведен во времена, когда в отрасли почти не было единых стандартов, а многие параметры элементов строения не документировались. Поэтому к созданию BIM-проектов для уже имеющихся зданий пока прибегают крайне редко.
Использование BIM-подхода позволяет упростить проектирование и строительство, уменьшить влияние человеческого фактора, снизить расходы на эксплуатацию здания, уменьшить негативное влияние на экологию. Применение BIM позволяет снизить объем бумажной документации, либо (если это позволяет законодательство), вообще обойтись без нее.
BIM активно применяется за рубежом с 2000-х годов. У нас он также имеет определенное распространение, но до недавнего времени речь шла лишь об отдельных проектах. Теперь же принято решение постепенно полностью перевести отрасль на такой подход. Переход строительной отрасли в России на BIM-проектирование, согласно постановлению Правительства, начнется с 1 января 2022 г.
Нормативная база
К началу массового перехода на BIM в России уже создана соответствующая нормативная база, включающая в себя несколько ГОСТ и Сводов правил. В частности, понятие «Информационная модель» включена в ст. 48 Градостроительного кодекса РФ. Вступил в действие ГОСТ Р 21.101-2020 «Система проектной документации для строительства. Основные требования к проектной и рабочей документации». В качестве основного формата для BIM в России принят открытый стандарт IFC. Решено отдавать предпочтение отечественному программному обеспечению.
С точки зрения построения молниезащиты и заземления наиболее важным представляется документ СП 333.1325800.2020 «Информационное моделирование в строительстве. Правила формирования информационной модели объектов на различных стадиях жизненного цикла». Данный Свод правил был утвержден Минстроем РФ и вступил в действие в 2021 г. Он заменил предыдущую версию этого СП, разработанную в 2017 г., действие которой отменено.
Вместо англоязычного термина BIM в официальных документах, принятых в России используется аббревиатура ЦИМ, которая расшифровывается как «Цифровая информационная модель».
Описание молниезащиты и заземления в ЦИМ
Уровни проработки описания в ЦИМ обозначаются латинскими буквами от A до G, где наиболее подробное описание соответствует букве G. Границы элемента должны указываться для всех уровней, границы различных материалов в элемента — начиная с уровня B, а узлы сопряжения с другими элементами — начиная с уровня C. При этом уровень A применяется на этапе инженерных изысканий, B – проектной модели, C – строительной модели, D – эксплуатации, G – сноса.
В СП 333.1325800.2020 перечень данных, которые в обязательном порядке должны присутствовать в ЦИМ, приводится в Приложении Д «Обязательные атрибуты описываемых типов элементов цифровой информационной модели объекта капитального строительства».
Для молниеприемного устройства обязательные данные приведены в табл. Д.105. Это — тип молниеприемника, материал, профиль поперечного сечения. Данные приводятся согласно ГОСТ Р МЭК 62561.2.
По токоотводу информацию нужно вносить в ЦИМ согласно табл. Д.104. Речь идет о типе токоотвода, материале и сечении.
Заземлитель в ЦИМ характеризуется типом согласно ГОСТ Р 57190, материалом согласно ГОСТ Р 50571.5.54, глубиной монтажа и сроком службы.
Данные по молниеприемному устройству, токоотводу и заземлителю берутся из паспортов соответствующих изделий. Информация должна присутствовать в ЦИМ, начиная с уровня проработки B.
Данные по железобетонным и металлическим конструкциям здания
Для оценки возможности использования фундамента здания в качестве естественного заземлителя можно использовать некоторые данные, которые в обязательном порядке должны присутствовать в ЦИМ.
Таблица Д.3 обязывает указывать тип фундамента и примененные в нем меры по гидроизоляции согласно СП22.13330. Согласно табл. Д.8 указывается толщина защитного слоя бетона. В том случае, если фундамент свайный, используются данные, описываемые в табл. Д.5, касающиеся характеристик свай.
Для принятия решения о возможности использования железобетонных элементов конструкции здания в качестве естественных токоотводов и заземлителей требуется знать, соблюдается ли условие электрической непрерывности арматуры. Таблица Д.7 перечисляет данные об арматуре, которые следует вносить в ЦИМ. Оттуда можно узнать тип арматуры — сетка или отдельные стержни. Также есть информация о наличии сварных соединений в арматуре. Если применена сетка и использовалась сварка, то можно быть уверенным в непрерывности соединения. Но как быть, если прутья в сетке арматуры соединялись с помощью винтовых соединителей, что весьма распространено в индивидуальном жилищном строительстве? Данные по ним в ЦИМ вносить не обязательно. Соответственно, придется, как и раньше, запрашивать данные о способах соединения прутьев арматуры непосредственно у строителей и проектировщиков, если только это не сварка.
Таблица Д.9 устанавливает перечень данных о металлоконструкциях. Для непрерывных металлоконструкций все понятно — их можно использовать в качестве токоотвода. Но как быть с металлоконструкциями, которые не являются непрерывными? Данные о способе их соединения в обязательном списке отсутствуют. Опять-таки, придется получать их от строителей и проектировщиков напрямую.
Использование элементов инфраструктуры в качестве заземлителей
Для принятия решения о возможности использования водопроводных труб, проложенных в земле, в качестве естественного заземлителя, важны данные, описываемые в табл. Д.41, а именно, материал трубы и способ соединения труб. Материал указывается в соответствии с паспортом изделия, но к формулировке, используемой в СП 333.1325800.2020, есть вопросы. О каком материале идет речь — об основном материале, использованном в производстве или о всех материалах, примененных в трубе? В любом случае, нет отдельно вычлененных данных о материале защитного покрытия трубы. Если труба имеет толстое защитное покрытие из диэлектрика, использовать ее в качестве заземлителя нельзя.
Аналогичная ситуация складывается и с использованием в качестве естественного заземлителя металлических оболочек кабелей. Параметры кабеля описываются в ЦИМ согласно табл. Д.29. Там, в частности, должна вноситься информация о маркировке кабеля согласно ГОСТ 31947 и ГОСТ 31565. Но из этой маркировки нельзя сделать однозначный вывод, контактирует ли с землей металлическая оболочка кабеля или поверх нее есть некий защитный слой, не проводящий электричество.
Впрочем, широкое распространение полимерных труб для водопровода и полимерных оболочек для кабелей сделало применение соответствующих элементов инфраструктуры для организации естественного заземления устаревшим решением. Поскольку BIM-подход ориентирован в первую очередь на строительство новых зданий, наличие в обязательном порядке в ЦИМ информации, позволяющей проектировать такого рода заземления все равно не имело бы практического смысла.
Выводы
Нормы СП 333.1325800.2020 позволяют сделать только на основе ЦИМ однозначный вывод о пригодности конструкций здания в качестве токоотводов и заземлителей для промышленных и офисных зданий, а также для типовых многоквартирных домов. Если речь идет об индивидуальном жилом строительстве, либо о зданиях, где применяются необычные архитектурные решения, для проектирования молниезащиты и заземления может потребоваться дополнительная информация. Также может потребоваться и экспертная оценка, основанная на большом опыте проектирования молниезащиты и заземления для самых разнообразных объектов. Безусловно, при желании, архитекторы и проектировщики могут давать в ЦИМ более подробную информацию, необходимую для создания молниезащиты и заземления, но пока они не обязаны это делать.
Для того, что бы помогать в проектировании молниезащите и заземлению в BIM-среде, мы разработали модели и семейства специального оборудования. Поручите разработку решений по молниезащите и заземлению инженерам Технического центра Zandz.com! Ждем Ваше задание и IFC - модель!
Смотрите также:
УЗИП и его плавкая вставка
Молниезащита объектов в районах вечной мерзлоты
Молниезащита и заземление для базовых станций стандарта 5G
Анализ нормативного документа ФЕДЕРАЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА В ОБЛАСТИ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ "ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ"